브레이징은 거의 전적으로 고온과 제어된 환경을 모두 제공하는 특수 용광로에 의존합니다. 주요 유형은 개방형 용광로, 제어된(또는 불활성) 분위기 용광로, 진공 용광로이며, 각 유형은 열을 관리하고 브레이징된 접합부를 망칠 수 있는 산화를 방지하도록 설계되었습니다.
브레이징을 위한 열원 선택은 근본적으로 환경 제어에 대한 결정입니다. 모든 방법이 필요한 온도를 제공하지만, 진정한 목적은 보호 가스나 진공을 사용하여 브레이징 충전재 금속이 자유롭게 흐르고 강력하고 깨끗한 결합을 형성할 수 있는 환경을 조성하는 것입니다.
브레이징 환경의 중요한 역할
브레이징의 근본적인 과제는 충전재 금속을 녹이는 데 필요한 고온이 모재를 빠르게 산화시킨다는 것입니다. 이 얇은 산화물 층은 장벽 역할을 하여 충전재 금속이 표면을 "적시지" 못하고 접합부로 흘러 들어가지 못하게 하여 브레이징 실패를 초래합니다.
브레이징 용광로의 목적
브레이징 용광로의 주된 임무는 부품을 가열하는 것뿐만 아니라 가열 및 냉각 주기 동안 산소 및 기타 오염 물질로부터 부품을 보호하는 것입니다. 이러한 보호 기능이 다양한 용광로 기술을 구분합니다.
산화의 영향
산소가 존재하면 모재와 결합하여 액체 충전재 금속이 결합할 수 없는 비금속 표면을 생성합니다. 이는 약한 접합부, 공극 및 완전한 접합부 실패로 이어집니다.
일반적인 브레이징 용광로 기술
선택하는 방법은 접합되는 재료, 요구되는 접합 품질 및 생산량에 따라 달라집니다.
개방형 용광로
이것은 가장 간단한 용광로 유형으로, 본질적으로 고온 오븐입니다. 이는 부품을 그룹으로 로드, 가열 및 제거하는 배치 공정입니다.
부품이 공기에 노출되기 때문에 이 방법은 산화에 매우 강한 모재에만 적합하거나 접합부에 화학적 플럭스가 적용된 경우에만 적합합니다. 플럭스는 녹아서 산소로부터 접합 영역을 보호합니다.
제어된 분위기 용광로
이러한 용광로는 산소가 풍부한 공기를 특정 가스로 대체하도록 설계되었습니다. 이 분위기는 접합 영역뿐만 아니라 전체 부품을 보호합니다.
부품이 보호 가스로 채워진 용기 안에 밀봉되는 레토르트 용광로와 같은 배치 유형이거나, 부품이 가스로 채워진 긴 챔버를 통해 컨베이어 벨트로 이동하는 연속 유형일 수 있습니다. 일반적인 분위기에는 아르곤과 같은 불활성 가스나 수소와 같은 활성 가스가 포함되며, 수소는 화학적으로 산화물을 환원시킵니다.
진공 용광로
진공 용광로는 가장 높은 수준의 환경 제어를 나타냅니다. 공기를 다른 가스로 대체하는 대신 강력한 펌프 시스템이 분위기를 완전히 제거합니다.
진공을 생성함으로써 산화나 오염을 유발할 분자가 거의 남지 않습니다. 이러한 용광로는 일반적으로 냉벽 설계를 사용하여 용광로 외피는 수냉식으로 냉각되는 반면, 종종 몰리브덴 또는 탄소로 만들어진 내부 발열체는 부품을 온도로 올립니다. 이는 반응성 금속 및 중요 응용 분야에 필수적인 극도로 깨끗하고 고순도의 브레이징을 제공합니다.
상충 관계 이해
용광로를 선택하는 것은 비용, 생산 요구 사항 및 품질 요구 사항 간의 균형을 맞추는 것을 포함합니다.
비용 대 접합부 순도
장비 비용과 생성되는 브레이징 환경의 순도 사이에는 직접적인 상관 관계가 있습니다.
개방형 용광로는 비용이 가장 저렴하지만 플럭스에 전적으로 의존하므로 보호 수준이 가장 낮습니다. 제어된 분위기 용광로는 중간 범위 옵션이며, 고순도 진공 용광로는 가장 큰 자본 투자입니다.
배치 대 연속 처리
배치 용광로(레토르트 또는 대부분의 진공 용광로와 같음)는 유연성을 제공합니다. 이들은 낮은 생산량, 다양한 부품 크기 또는 길고 복잡한 가열 주기가 필요한 공정에 이상적입니다.
연속 용광로는 효율성과 대량 생산을 위해 제작되었습니다. 일관되고 반복 가능한 공정으로 대량의 유사한 부품을 브레이징하는 데 탁월하여 부품당 비용을 크게 절감합니다.
재료 호환성 및 응용 분야
접합되는 재료는 종종 필요한 환경을 결정합니다. 표준 강철은 제어된 분위기에서 브레이징될 수 있는 경우가 많습니다. 그러나 항공 우주에 사용되는 티타늄 또는 지르코늄과 같은 반응성 금속 또는 슈퍼합금은 취성 화합물 형성을 방지하기 위해 진공을 필요로 합니다.
응용 분야에 적합한 용광로 선택
최종 선택은 프로젝트의 특정 목표에 전적으로 달려 있습니다.
- 비용이 많이 들지 않는 중요하지 않은 부품의 저비용 생산에 중점을 두는 경우: 적절한 화학 플럭스와 결합된 개방형 용광로가 가장 경제적인 솔루션입니다.
- 강철 부품의 대량 제조에 중점을 두는 경우: 연속 제어 분위기 용광로는 품질과 처리량 효율성의 탁월한 균형을 제공합니다.
- 최고의 접합 강도 또는 반응성 금속 브레이징 달성에 중점을 두는 경우: 진공 용광로는 예외적으로 깨끗하고 산화물이 없는 환경을 보장하는 유일한 선택입니다.
궁극적으로 올바른 열원을 선택하는 것은 환경 제어 수준을 재료의 요구 사항 및 최종 제품의 품질 표준과 일치시키는 것입니다.
요약표:
| 용광로 유형 | 환경 제어 | 이상적인 용도 | 주요 고려 사항 |
|---|---|---|---|
| 개방형 | 낮음 (플럭스에 의존) | 저비용, 중요하지 않은 부품 | 가장 낮은 장비 비용 |
| 제어된 분위기 | 중간 (보호 가스) | 대량 강철 부품 | 품질과 처리량의 균형 |
| 진공 | 높음 (산소 없음) | 반응성 금속, 항공 우주, 고순도 접합부 | 최고의 접합부 순도, 상당한 투자 |
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